Бактерии помогли растениям выйти на сушу

Приспособиться к сухопутной жизни растениям помогли гены, заимствованные у бактерий.

Жизнь выходила на сушу из океана очень постепенно: первыми были некие микробы, которые покинули моря около 3,2 млрд лет назад (правда, жили они всё-таки не на сухой поверхности, а в речной дельте), последними стали позвоночные животные, выбравшиеся на землю около 360 млн лет назад. До позвоночных сушу успели колонизировать разные беспозвоночные – членистоногие и пр., а до них – растения, без которых животным на суше делать было бы просто нечего.

Считается, что первые сухопутные растения появились около 540 млн лет назад: вероятно, какие-то водоросли сумели приспособиться к жизни на мелководье, после чего уже новые растительные виды стали отдаляться от воды всё дальше и дальше – в ходе эволюции растения «научились» закрепляться в почве, стоять прямо в разрежённой воздушной среде, экономить воду и т. д. и т. п. Чтобы приспосабливаться к новой среде, нужны новые гены, и эти гены растениям дали бактерии.

Исследователи из Кёльнского университета, Института сельскохозяйственной геномики в Шэньчжэне и ряда других научных центров проанализировали геномы водорослей Spirogloea muscicola и Mesotaenium endlicherianum из класса Конъюгатов. В отличие от других родственных водорослей, эти два вида живут на влажных поверхностях, являясь как бы водорослями-амфибиями. Их гены сравнили с генами других водорослей и нескольких видов растений. В результате удалось найти 902 гена, которые есть у «земноводных» водорослей и растений, но не у обычных водорослей. Эти 902 гена относятся к 22 генным семействам; гены из двух семейств помогают переносить обезвоживание и справляться другими стрессами.

То есть гены, которые оказались общими у наземных растений с S. muscicola и M. endlicherianum, очевидно, действительно помогли освоить новую среду обитания. Но самое главное – что эти гены обнаружились также у почвенных бактерий. В статье в Cell авторы пишут, что гены могли перепрыгнуть от бактерий к водорослям, которые были общими предками наземных растений, и этих двух современных «земноводных» водорослей. Такие прыжки генов называются горизонтальным переносом; раньше считалось, что горизонтальный перенос генов имеет место только у бактерий, однако в последнее время появляется всё больше данных о том, что гены могут прыгать от бактерий к другим организмам.

Совсем недавно мы писали, что генетические модификации бактериального происхождения есть в растениях хмеля, клюквы, чая и ещё целого ряда растений и что грибы научились сотрудничать с растениями благодаря генетическим заимствованиям у бактерий. Возможно, что бактериальные гены и впрямь помогли растениям выйти на сушу – что, конечно, заставляет по-новому взглянуть на роль бактерий в эволюции земной жизни.

По материалам Phys.org.